Экспериментальная часть

Лабораторная работа №1

Выпрямительные диоды и стабилитроны

Цель работы: снятие вольтамперной характеристики в прямом и обратном направлениях.

Экспериментальная часть

а б

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема для включения выпрямительного диода: а – в проводящем направлении, б – в запирающем.

1. По схеме на рис. 1 разобраться с измерительными приборами, чтобы при снятии вольтамперных характеристик исследуемых полупроводниковых диодов правильно устанавливать переключатели мультиметра для измерения тока и цифрового вольтметра (ЦВ) на соответствующие диапазоны измерений и вид измеряемой величины.

2. Перед измерениями напряжения в цепи по рис. 1а сначала определите мультиметром максимальное значение тока в прямом направлении выпрямительного диода изменением напряжения источника питания U = 0…45 В. Разбейте полученный диапазон тока в соответствие с табл.1 на части и измеренное мультиметром (или ЦВ) напряжение на диоде для каждого значения тока так же занесите в табл.1. Для лучшего построения начального криволинейного участка характеристики, более подробные измерения в начальной части характеристики, насколько позволяет чувствительность мультиметра, связаны с лучшим разделением начального криволинейного участка вольтамперной характеристики с её практически линейной рабочей частью. В схеме по рис.1а для исследуемого типа диода I_макс = 65мА.

Таблица 1

Uпр., В
Iпр., мА		0,1	0,2	0,4	0,6	0,8				6,5		19,5		32,5		45,5		56,5

1. Измените полярность подводимого напряжения к выпрямительному диоду переворачиванием его относительно гнёзд в наборном поле в противоположное положение (см. рис.1б). При этом не забудьте переключить вольтметр в положение с наименьшей погрешностью по напряжению. Аналогично предыдущему пункту определите диапазон изменения обратного тока, разбейте его на 9-10 примерно равных частей (см. табл.2) и занесите измеренные значения напряжений соответствующие токам в табл. 2. Измерения обратного тока производиться с помощью высокочувствительного диапазона мультиметра (или ЦВ). Максимальное значение обратного тока для данного типа диода равно 4,5 мкА.

Таблица 2

Uобр, В
Iобр, мкА		0,5		1,5		2,5		3,5		4,5

4. Постройте вольтамперную характеристику выпрямительного диода в одних осях, т.е. прямую и обратную ветви.

5. Перед измерениями в цепи по рис.2 определите максимальное значение тока в прямом направлении стабилизатора изменением напряжения источника питания по прибору V₁ U = 0…45 В.

Рис.2 Принципиальная электрическая схема для снятия вольтамперной характеристики при прямом и обратной полярности включения стабилитрона.

1. Разбейте полученный диапазон тока в соответствие с табл.3. Измерьте ЦВ напряжение для каждого значения тока и занесите полученные измерения в табл.3. Максимальный прямой ток для исследуемого типа стабилитрона в этом случае также составляет 65мА.

Таблица 3

Uпр., В
Iпр., мА		0,1	0,2	0,4	0,6	0,8				6,5		19,5		32,5		45,5		56,5

1. Измените полярность подключения стабилитрона к источнику питания переворачиванием его относительно гнёзд в наборном поле в противоположное положение (на рис.2 показано пунктиром). Контроль изменения входного напряжения на зажимах источника производите мультиметром V₁. Плавным изменением напряжения источника питания определите момент электрического пробоя стабилитрона. В момент пробоя должен скачком появиться ток, который будет соответствовать минимальному значению тока стабилизации. После этого снизьте напряжение до нуля и начинайте снятие характеристики стабилитрона. Для чего по мультиметру V₁ на входе схемы изменяйте напряжение от нуля через два вольта до момента электрического пробоя, одновременно измеряя ток прибора. Если на начальных измерениях тока не будет, заносите в соответствующие места таблицы нули. Перед электрическим пробоем может появиться небольшой ток, который необходимо зафиксировать и записать в табл.4. В момент пробоя, который наступает примерно около 10 В, запишите напряжения ЦВ и ток стабилитрона. Далее укрупните шаг изменения напряжения, например, после 12 В можно поднять напряжение до 15 В далее изменять его через 5 В до конца измерений, записывая обязательно ток прибора. После электрического пробоя показания ЦВ можно не записывать, так как они будут изменяться от U_СТ.МИН незначительно, но обязательно записать последнее показание ЦВ, т.е. U_{СТ.МАКС}. При построении на графике обратной ветви вольтамперной характеристики после электрического пробоя достаточно будет соединить точки U_СТ.МИН и U_{СТ.МАКС} прямой линией.

Таблица 4

Uобр, В

Iобр, мА

Uст., В

Uст.мин

Uст.макс

8. Постройте вольтамперную характеристику стабилитрона, т.е. прямую и обратную ветви в тех же координатных осях совместно с выпрямительным диодом. При этом масштаб по оси обратного тока допускается выбирать в разных единицах измерения для диодов. Например, с левой стороны оси покажите масштаб в мкА для выпрямительного диода, а справой в мА – для стабилитрона.

9. Проанализируйте различие вольтамперных характеристик исследуемых диодов и напишите вывод о проделанной работе.

Дата добавления: 2015-10-26